02. 디지털 집적회로(Digital Integrated Circuit)

 

2. 1. 디지털 집적회로(Digital Integrated Circuit)

 

- 집적회로(IC: Integrated Circuit): 작은 실리콘 칩 위에 저항, 다이오드, 트랜지스터 등의 전자부품을 여러 단계의 공정을 거쳐서 내부적으로 상호 연결한 것.

 

- DIP: PCB 보드의 구멍에 끼우는 핀을 가지고 있어, 삽입 장착 후 뒷면의 도체에 납땜으로 연결.

 

- SOP=SOIC: DIP의 리드 간격을 절반으로 하고, 표면 실장을 위해 다리가 바깥쪽으로 구부러져 있습니다.

 

- QFP: 4방향으로 리드 핀이 나 있습니다.

 

- PLCC: QFP처럼 리드 핀이 4방향으로 나 있고, 리드의 끝 부분이 J자형으로 안쪽으로 굽어져 있습니다.

 

 

- 트랜지스터에는 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor), MOSFET 2종류가 있습니다. Bipolar Junction Transistor를 사용하는 기술로는 TTL, ECL이 있고, 이중에서 TTL이 더 많이 쓰입니다. MOSFET을 사용하는 기술로는 CMOS, NMOS가 있습니다.

 

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2. 2. ADC, DAC

 

- ADC(Analog-to-Digital Converter): 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치.

 

  Analog Signal -> Sampling -> Quantization -> Encoding -> Digital Signal.

 

 

1) 표본화(Sampling)

 

샤논 표본화 정리(Shannon’s Sampling Theorem): 신호의 최고 주파수의 2배 이상의 빈도로 샘플링하면, 샘플링한 데이터로부터 본래의 데이터를 재현할 수 있다는 이론.

 

- 음성의 주파수 대역은 30 ~3,400Hz인데 보호 밴드(Guard Band)까지 포함하여 4kHz가 되는 것이 보통입니다. 따라서 음성신호를 재현하기 위해서는 8kHz로 Sampling 해야 합니다.

 

 

2) 양자화(Quantization): Sampling을 통해 펄스의 구간을 나누고, 나눈 구간 지점의 펄스의 진폭 크기를 디지털 양으로 변환하는 것.

 

- 양자화 잡음(Quantizaiton Noise): 연속적인 값을 디지털 값으로 변환하면서 생기는 오차.

 

- 신호레벨의 수(Resolution)을 늘리면 Quantizaiton Noise을 줄일 수 있지만, 데이터의 양이 늘어난다는 단점이 있습니다.

 

 

3) 부호화(Encoding): Quantization으로 구한 값을 2진수로 변환하는 과정.

 

- DAC(Digital-to-Analog Converter): 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 장치.

 

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